柴达木盆地大柴旦地区地下水水化学特征及演化规律

摘要

地下水在干旱/半干旱地区的生态环境保护中起着主导作用.柴达木盆地北缘的大柴旦湖地处西北干旱区,其生态环境较为脆弱,了解该地区的地下水水化学演化特征,对这一生态敏感地区的地下水可持续利用至关重要.本研究通过采集该地区28个具有代表性的水样,运用数理统计、Piper图、Gibbs图、离子比值、饱和指数和反向水文地球化学模拟等方法,分析了研究区地下水水化学类型分布特征,探讨了地下水水化学演化过程中的水岩作用.结果表明:(1)由山前冲洪积扇到大柴旦湖,地下水水化学类型由HCO3·Cl·SO4-Na·Ca型向SO4·Cl-Ca·Na、Cl-Na型演化转变,总溶解固体物含量由小于1 g/L增至380 g/L以上.(2)Gibbs图、主要离子比值分析及饱和指数表明,研究区地下水水化学特征主要受水岩作用和蒸发结晶作用控制,沿地下水流路径上,主要发生了岩盐、石膏的溶解,方解石的沉淀,白云石和长石的溶解或沉淀.氯碱指数、[(Na++K+)-Cl-]与[(Ca2++Mg2+)-(HCO-3+SO2-4)]关系表明,阳离子交换作用也影响着该地区地下水水化学组分的形成.(3)通过反向水文地球化学模拟,定量验证了地下水径流过程的主要水岩作用.